Functional Ecology

Vai trò của tính linh hoạt kiểu hình trong tiến hóa từ lâu đã là một vấn đề gây tranh cãi bởi sự bất đồng về việc liệu tính linh hoạt có bảo vệ các kiểu gen khỏi sự chọn lọc hay tạo ra những cơ hội mới cho sự chọn lọc tác động. Do tính linh hoạt bao gồm nhiều phản ứng thích ứng và không thích ứng đối với sự thay đổi môi trường, không có khung khái niệm nào duy nhất đủ khả năng dự đoán các vai trò đa dạng của tính linh hoạt trong sự thay đổi tiến hóa.

Một trong những khái niệm phổ biến nhất trong nghiên cứu cấu trúc cộng đồng là phép ẩn dụ về lọc môi trường, đề cập đến các yếu tố phi sinh học ngăn cản sự thiết lập hoặc duy trì các loài ở một vị trí cụ thể. Phép ẩn dụ này có nguồn gốc từ nghiên cứu sự thay đổi cộng đồng trong quá trình kế thừa và động lực học cộng đồng thực vật, mặc dù gần đây nó đã thu hút được sự chú ý đáng kể như một phần của sự gia tăng quan tâm đến các phương pháp dựa trên đặc điểm chức năng và hệ phát sinh chủng loài trong nghiên cứu cộng đồng.

1. Các đồng vị ổn định của nito và carbon được sử dụng rộng rãi trong việc đánh giá và hiểu biết về các tương tác dinh dưỡng, đặc biệt là trong các hệ sinh thái thực phẩm dưới nước. Tuy nhiên, sự khác biệt giữa các mô xảy ra ở các sinh vật tiêu thụ như cá có thể làm rối loạn việc xác định những mối quan hệ sinh thái này, và ảnh hưởng lớn đến thành phần chế độ ăn tính toán thông qua các phương trình cân bằng khối lượng.

2. δ¹³C và δ¹⁵N đã được xác định cho cá bột đồng nhất (≈ 2·7 g) và các mô cụ thể (cơ trắng, cơ đỏ, gan và tim) của cá juveniles (≈ 20·6 g) của Cá hồi cầu vồng Oncorhynchus mykiss.

3. Sự khác biệt trong δ¹³C và δ¹⁵N được quan sát thấy giữa các mô; việc loại bỏ lipid đã dẫn đến những mô này trở nên không thể phân biệt thống kê nhưng có sự biến thiên lớn hơn trong δ¹³C, đặc biệt là ở các mô có hàm lượng lipid cao hơn. Sự khác biệt trong δ¹⁵N giữa các mô có thể liên quan đến sự cấu thành tương đối của các axit amin 'thiết yếu' và 'không cần thiết'.

5. Quá trình axit hóa, được sử dụng để giảm biến thiên do sự hiện diện của carbonate vô cơ, đã có tác động đáng kể đến δ¹⁵N, trong khi có tác động không đáng kể đến δ¹³C. Điều này đúng với cá bột nghiền toàn bộ, chứa 22·6% carbonate vô cơ dưới dạng xương và vảy, và đối với các mô cá cá thể chỉ chứa rất ít lượng carbonate vô cơ.

6. Cơ trắng được tìm thấy có ít biến thiên trong δ¹³C và δ¹⁵N hơn tất cả các mô khác, và có thể là mô tốt nhất để sử dụng trong các công việc sinh thái học. Cơ đỏ, thường liên quan chặt chẽ với cơ trắng, có sự biến thiên nhiều hơn trong δ¹³C và có thể tạo ra nguồn sai số đáng kể trong việc xác định nguyên liệu ban đầu và chồng chéo chế độ ăn.

 Tác động của việc chuẩn bị mẫu, quy trình tái hydrat hóa và thời gian thu thập đến xác định diện tích lá đặc trưng (SLA, tỷ lệ giữa diện tích lá và khối lượng khô của lá) và hàm lượng chất khô trong lá (LDMC, tỷ lệ giữa khối lượng khô của lá và khối lượng tươi) của lá trưởng thành đã được nghiên cứu trên ba loài hoang dã sinh trưởng tại hiện trường, được chọn do sự tương phản giữa SLA và LDMC của chúng.

Những thay đổi tiến hóa có ý nghĩa sinh thái, diễn ra trong hàng chục thế hệ hoặc ít hơn, hiện đang được ghi nhận rộng rãi trong tự nhiên. Những phát hiện này phản bác giả định lâu nay rằng các quá trình sinh thái và tiến hóa xảy ra trên những quy mô thời gian khác nhau, và do đó việc nghiên cứu các quá trình sinh thái có thể an toàn cho rằng có sự trơ lì về tiến hóa. Việc công nhận rằng có sự tiến hóa đáng kể xảy ra trên quy mô thời gian sinh thái xóa bỏ sự phân chia này và mở ra những cơ hội mới cho những cách tiếp cận tổng hợp đối với các câu hỏi cấp bách trong nhiều lĩnh vực sinh học.

1. Tình trạng cơ thể là một khái niệm chính trong sinh thái học được đề cập trong vô số nghiên cứu, và một loạt các phương pháp không phá hủy được sử dụng để ước lượng tình trạng của cá nhân dựa trên mối quan hệ giữa khối lượng cơ thể M và các thước đo chiều dài L. Hiện tại chưa có sự đồng thuận về phương pháp chỉ số tình trạng (CI) phù hợp nhất, và nhiều truyền thống khác nhau đã được thiết lập trong các ngành phụ mà trong đó các nhà sinh thái học có xu hướng áp dụng các phương pháp mà các đồng nghiệp của họ đã sử dụng trước đó.

2. Tại đây, chúng tôi trình bày một sự đánh giá lại sáu phương pháp CI thông thường: chỉ số Fulton (K=M/L³), chỉ số Quételet (BMI=M/L²), Tình trạng tương đối (K_n, được tính là khối lượng cá nhân quan sát được chia cho khối lượng dự đoán M_i*=a L_i^b trong đó a và b được xác định bằng hồi quy bình phương nhỏ nhất (OLS) của M chống lại L), Khối lượng tương đối (W_r, nơi mà a và b ở trên được xác định từ một quần thể tham chiếu), chỉ số phần dư (R_i, các phần dư từ một hồi quy OLS của M chống lại L) và ancova. Chúng tôi so sánh hiệu suất của các phương pháp này với phương pháp Chỉ số khối lượng được quy đổi, một phương pháp mới được cho là có hiệu suất tốt hơn R_i như một dự đoán về mỡ và các thành phần khác của cơ thể [J. Peig & A.J. Green (2009) Oikos, 118, 1883].

3. Để đáng tin cậy, một phương pháp CI phải thành công trong việc giải thích mối quan hệ thay đổi giữa M và L khi kích thước cơ thể thay đổi và sự phát triển xảy ra (tức là đối với mối quan hệ quy mô giữa M và L). Sử dụng dữ liệu từ ba loài động vật có vú nhỏ, chúng tôi cho thấy rằng, không giống như chỉ số khối lượng được quy đổi, cả sáu phương pháp thông thường đều không đạt yêu cầu này, và do đó, chúng nhất quán dẫn đến sự khác biệt đáng kể trong các CI giữa các lớp tuổi và giới tính chỉ là hệ quả của sự thay đổi kích thước cơ thể. Chỉ số khối lượng được quy đổi cũng đặc biệt thành công trong việc phát hiện sự thay đổi trong CI do mức độ ô nhiễm cao.

Chúng tôi xem xét các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm để xác định các trường hợp mà các quá trình tiến hóa ảnh hưởng đáng kể đến động lực của các quần thể, cộng đồng và hệ sinh thái.